Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 2

Notice: Use of undefined constant DOCUMENT_ROOT - assumed 'DOCUMENT_ROOT' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 5

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 5

Notice: Use of undefined constant DOCUMENT_ROOT - assumed 'DOCUMENT_ROOT' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 11

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 11

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 28

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 28

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 28

Notice: Undefined variable: flag in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 28

Notice: Undefined variable: adsense7 in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 39

Notice: Undefined variable: adsense6 in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 40
Колонки для хроматографии жидкостной хроматографии. Колонки для жидкостной хроматографии

Колонка для жидкостной хроматографии. Колонки для хроматографии жидкостной хроматографии


Колонки для жидкостной хроматографии — Традиция

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»

Колонки для жидкостной хроматографии Хроматографическая колонка Список «L» по Американской Фармакопее. L1 — Октадецилсилан {ODS или C18} химимически привитый на пористые частички силикагеля или керамики, диаметром 3-10 микрон. L2 — Октадецилсилан {ODS или C18} химимически привитый на силикагель, с определённой поверхностной пористостью, покрывающий сферические твердые ядра силикагеля с диаметром 30-50 микрон. L3 — Пористые частички силикагеля 5-10 микрон в диаметре. L4 — Силикагель с опредёленной поверхностной пористостью, покрывающий сферические твердые ядра силикагеля с диаметром 30-50 микрон. L5 — окись алюминия с определённой опредёленной поверхностной пористостью, покрывающая сферические твердые ядра с диаметром 30-50 микрон L6 — сильный катионообменник — сульфированный фторуглеродный полимер нанесённый на сферические твердые ядра с диаметром 30-50 микрон. L7 — октилсилан {C8} химимически привитый на пористые частички силикагеля или керамики, диаметром 3-10 микрон. L8 — мономолекулярный слой аминопропилсилана {Nh4} химически привит к абсолютно пористому силикагелю, диаметр частиц 10 микрон. L9 — 10 микронный нерегулярный абсолютно пористый силикагель, к которому привит сильный кислый катионообменник {SCX}. L10 — нитрильные группы {CN} химически привиты к пористому силикагелю с размером частиц 3 — 10 микрон. L11 — фенильные группы фимически привиты к частичкам силикагеля с диаметром 5-10 микрон. L12 — Сильный анионообменник — четвертичный амин привитый на нанесённый на сферические твердые ядра с диаметром 30-50 микрон. L13 — триметилсилан {c1} химически привитый на пористый силикагель с размером частиц 3-10 микрон. L14 — силикагель, 10 микрон в диаметре к которому привит четвертичный аммоний — анионообменник {SAX} L15 — Гексилсилан {C6} химически привит к абсолютно пористым частицам силикагеля диаметром 3-10 микрон. L16 — Диметилсилан {C2} химически привит к абсолютно пористым частицам силикагеля диаметром 5-10 микрон. L17 — Сильный катионообменик, состоящий из сульфонированной полистирол дивинилбензольной смолы сетчатой структуры в гидрогенизированной форме, диаметр частиц 7-11 микрон. L18 — Амино {Nh3} и циано {CN} группы химически привиты к пористым частицам силикагеля диаметром 3-10 микрон. L19 — Сильный катионообменник, состоящий из сульфонированной полистирол дивинилбензольной смолы смолы сетчатой структуры в кальциевой форме, с диаметром частиц около 9 мкм. L20 — Группы дигидроксипропана химически привитые к пористому силикагелю с размером частиц 5-10 микрон. L21 — Жёсткие, сферические частици полистирол дивинилбензольного сополимера диаметром 5-10 микрон. L22 — Катионообменная смола из пористого геля полиситирола с сульфогруппами с размером частиц около10μm L23 — Анионообменная смола из пористого геля полиметакрилата или полиакрилата с четвертичными аминогруппами с размером частиц около 10μm L24 — Полужесткий гидрофильный гель из винильных полимеров с множественными гидроксильными группами на поверхности матрицы, размер 32÷63μm L25 — Сорбент позволяющий разделять соединения с молекулярной массой в интервале от 100 до 5000 (из-за полиоксиэтилена), применимый для нейтральных, анионных и катионных полимеров. Подходящим найден сорбент на основе полиметакрилатовой смолы, сшитая с полигидроксилированным эфиром (поверхность содержит некоторое количество остаточных карбоксильных групп) L26 — Бутилсилан (C4) химически привитый на частицы силикагеля сферической формы с диаметром 5÷10 μm L27 — Пористые частицы силикагеля диаметром 30÷50μm L28 — Многофункциональный сорбент, состоящий из крупнопористой, 100Å сферической силикагелевой подложки, привитой анионной (амин) фазой в добавление к стандартной ОФ C8 L29 — Гамма окись алюминия, ОФ, низкий процент углерода по весу, сферические частицы полибутадиен на алюминиевой основе диаметром 10 μm с порами 80Å L30 — Этилсилан химически привитый на частицы силикагеля сферической формы с диаметром 3÷10μm L31 — Сильная анионообменная смола - четвертичные амины на — частицах латекса внутри ядра крупнопористых (диаметр пор 2000А) частиц размером 8.5µm и состоящих из этилвинилбензола сшитого с 55% дивинилбензолом L32 — Хиральная Лигандообменная фаза: L-пролин Медный комплекс ковалентно связанный с частицами силикагеля неправильной формы размером 5-10µm L33 — Сорбент с возможностью разделять белки молекулярным весом 4 000 - 400 000 Дальтон (а.м.). Частицы должены быть сферическим, на основе силикагеля, всех размеров и обработанны так, чтобы обеспечить pH- стабильность. L34 — Сильная катионообменная смола, состоящая из сульфонированного сшитого сополимера стирол-дивинилбензола в свинцовой форме с диаметром частиц 9μm L35 — Стабилизированный цирконием сферический силикагель с размером пор 150A привитый мономолекулярным слоем гидрофильный (типа Diol ) фазы. L36 — 3,5-динитробензоил L-фенилглицин ковалентно связанный с 5µm аминопропильным силикагелем L37 — Сорбент - полиметакрилатовый гель - с возможностью разделять белки молекулярным весом 2000 - 40 000 Дальтон (а.м.). L38 — Эксклюзионной Сорбент основе метакрилата для растворимых в воде проб L39 — Гидрофильный полигидроксиметакрилатный гель сильно пористой сферической смолы L40 — Пористые частицы силикагеля диаметром 5÷20μm покрытые целлюлозой трис-3,5-диметилфенилкарбаматом L41 — α1-гликопротеиновая кислота на сферических частицах силикагеля диаметром 5μm L42 — Октилсилан и октадецилсилан группы химически привитые на частицы пористого силикагеля диаметром 5μm L43 — Пентафторфенильные группы химически привитые на частицы пористого силикагеля диаметром 5-10µm L44 — Многофункциональный сорбент, состоящий из крупнопористой, 60Å сферической силикагелевой подложки, привитой катионнообменником, сульфогруппами в добавление к стандартной ОФ C8 L45 — Бетациклодекстрин привитый на пористый силикагель диаметром 5-10µm (CHIRAL) L46 — Полистрол / дивинилбензольная подложка агломерированная с четвертичными аминогруппами привитыми на шарики латекса диаметром 10μm L47 — Высокоёмкая анионообменная микропористая подложка полностью функционализированная с триметиламиногруппами, диаметр 8μm L48 — Сульфонированный полистирол сшитый с наружным слоем пористых микрошариков

traditio.wiki

Колонка для жидкостной хроматографии

 

Использование: при исследовании состава смесей различными методами. Сущность изобретения: колонка для жидкостной хроматографии включает в себя трубку с закрепленными на торцах пористыми фильтрами, заполненную сорбентом. На каждом конце трубки установлен соединительный узел, содержащий накидную гайку, внутри которой расположено опорное кольцо и фиксирующее разрезное кольцо, имеющее конусную поверхность, взаимодействующую с соответствующей конусной поверхностью на опорном кольце. На конце трубки установлен также уплотнительный элемент с конусной поверхностью, выполненный из полужесткой пластмассы и взаимодействующий со штуцером, соединенным с упомянутой накидной гайкой. 1 ил.

Изобретение относится к аппаратуре, предназначенной для хроматографии, в частности к колонкам для жидкостной хроматографии, и может быть использовано при изучении состава смесей различными методами.

Известна конструкция колонки для хроматографии, включающая в себя трубку с сорбентом, у торца которой поджат пористый фильтр, а на конце с внешней стороны закреплена втулка, упирающаяся в ответный штуцер. На трубке надеты накидная гайка, навинчиваемая на указанный штуцер, и прижимное металлическое кольцо. Между этим кольцом, втулкой и внутренней поверхностью штуцера расположено уплотнительное кольцо, выполненное из тефлона [ 1] . Данная колонка не имеет специального держателя для трубки, охватывающего ее по всей длине, что приводит к упрощению конструкции, но соединительный узел на ее конце выполнен достаточно сложным и требует нестандартного специального штуцера. Размещение уплотнительного элемента, выполненного из "текучего" тефлона, между двумя открытыми, опорными поверхностями приводит к большой деформации уплотнения и при повторном применении к недостаточной герметичности соединения. Известны колонки для хроматографии, содержащие трубку с сорбентом, на конце которой выполнен ниппель со сферической законцовкой с расположенным на торце фильтром для соединения с ответным штуцером, имеющим конус на внутренней поверхности, и уплотнительные прокладки [2] . Недостатком указанных колонок является то, что для получения сферических законцовок необходима специальная механическая обработка, а для установки накидных гаек - раздельное изготовление ниппеля и трубки с последующей приваркой друг к другу, что усложняет процесс изготовления колонки. Кроме того, в случае выхода из строя колонки замены подлежит трубка вместе с соединительным узлом на конце из-за невозможности снятия гайки с ниппеля. Это приводит к необходимости иметь дополнительный комплект фитинговых деталей. Наиболее близким техническим решением из известных является колонка для жидкостной хроматографии [3] . В данной колонке на конце трубки, заполненной сорбентом, установлен пористый фильтр. При соединении со штуцером конец трубки плотно прижимается к нему торцевой и внешней поверхностью. Навинчиванием гайки осуществляется поджатие через опорную втулку конусного металлического кольца к внутреннему конусу штуцера. Конструкция выполнена без штатного держателя трубки, что упрощает устройство. Однако ей присущ ряд существенных недостатков. В известной колонке элементы соединительного узла: гайка, втулка и уплотнительное кольцо, свободно надеваются на трубку без фиксации на ней. Это вызывает определенные неудобства при монтаже трубки. При навинчивании гайки на штуцер за счет взаимодействия острого конца уплотнительного элемента с конусной поверхностью штуцера происходит вдавливание металлического кольца в стенку трубки и фиксация его. При этом обжатие вызывает деформацию трубки, что негативно сказывается на эксплуатационных качествах колонки и сроках ее службы. Кроме того, из-за того, что узел установки гайки становится неразъемным, с заменой трубки заменяется и комплект фитинговых деталей. Целью изобретения является улучшение эксплуатационных качеств колонки для жидкостной хроматографии путем обеспечения фиксации на трубке гайки с уплотнительным элементом и свободного демонтажа этих деталей. При этом поддерживается надежная герметичность при высоком давлении рабочего режима колонки. Обеспечивается простота конструкции устройства. Целью изобретения является также предохранение тела трубки от деформации во время сборки колонки при затягивании гайки на штуцере, что увеличивает срок службы и повышает надежность устройства и ведет к повышению точности результатов исследований. Для достижения указанных целей колонка для жидкостной хроматографии, содержащая трубку с пористыми фильтрами на торцах, заполненную сорбентом, на каждом из концов которой установлены накидная гайка с опорным кольцом и конусообразный уплотнительный элемент, угол конусности которого меньше соответствующего угла контактирующей с ним поверхности штуцера, соединенного с упомянутой гайкой, снабжена расположенным по крайней мере на одном из концов трубки между опорным кольцом и уплотнительным элементом фиксирующим кольцом, выполненным разрезным и имеющим конусную поверхность, контактирующую с соответствующей ей конусной поверхностью, выполненной на опорном кольце, а конусообразный уплотнительный элемент выполнен из полужесткой пластмассы, например, полиимида, при этом угол конусности уплотнительного элемента не больше угла конусности штуцера. В предложенной конструкции колонки введенное вновь фиксирующее кольцо обеспечивает в статическом положении удержание на трубке накидной гайки с опорным кольцом для удобства эксплуатации, а при навинчивании гайки на штуцер - поступательное перемещение уплотнительного элемента, при этом благодаря выполнению этого кольца разрезным не происходит передача усилий на тело трубки и ее деформации. Выполнение уплотнительного конусного элемента из полужесткой пластмассы также позволяет предотвратить деформацию трубки, а за счет свойств указанного материала уплотнительный элемент сам удерживается на трубке, когда нет его соприкосновения со штуцером. Опытные исследования показали, что в отличие от металлического конусного элемента, при котором обязательным условием обеспечения герметичности соединения и фиксации уплотнителя является меньший угол конусности уплотнительного элемента относительно угла конусности штуцера, в предложенной колонке с пластмассовым уплотнителем указанные углы могут быть равны, что расширяет возможности использования устройства. На чертеже представлен общий вид устройства. Колонка для жидкостной хроматографии включает в себя трубку-картридж 1, заполненную сорбентом, на обоих торцах которой закреплен пористый фильтр 2. На каждом конце трубки 1 установлены накидная гайка 3 с опорным металлическим кольцом 4 и штуцер 5 с внутренней конусной поверхностью, соединенный по резьбе с гайкой 3. По крайней мере на одном из концов трубки 1 между штуцером 5 и опорным кольцом 4 размещены фиксирующее разрезное упругое металлическое кольцо 6, имеющее конусную поверхность 7, контактирующую с соответствующей ей поверхностью 8, выполненной на опорном кольце 4, а также конусообразный уплотнительный элемент 9, взаимодействующий со штуцером 5 и фиксирующим кольцом 6 и выполненный из полужесткой пластмассы, например, из полиимида. Угол конусности уплотнительного элемента 9 равен или меньше угла конусности внутренней поверхности штуцера 5. На другом конце трубки 1 может быть установлен аналогичный описываемому соединительный узел, но может быть использована одна из описанных в заявке известных конструкций. Работа предложенной колонки для жидкостной хроматографии осуществляется следующим образом. До проведения испытаний производят сборку колонки. Для этого на каждый конец трубки 1 надевают гайку 3 и в нее вставляют опорное металлическое кольцо 4. По крайней мере на один конец трубки 1 устанавливают разрезное металлическое кольцо 6 таким образом, чтобы его конусная поверхность была сориентирована в сторону опорного кольца 6. Кольцо 6 надето на трубке 1 с возможностью перемещения вдоль нее. Затем на этот конец трубки насаживают уплотнительный элемент 9 до контакта с разрезным кольцом 6. Благодаря материалу, полужесткой пластмассы, уплотнительный элемент "сидит" на трубке, не слетая с нее. После этого навинчивают накидную гайку 3 на штуцер 5. При этом происходит перемещение опорного и разрезного колец и уплотнительного элемента до плотного контакта друг с другом. Конусная часть уплотнительного элемента 9 взаимодействует с ответной поверхностью штуцера и за счет указанного соотношения углов и происходит плотное прижатие элемента 9 к поверхности штуцера 5 и трубки 1. Причем поверхность контакта указанных элементов начинается в нижней по чертежу части внутреннего конуса штуцера. Этим решается одна из задач по минимизации рабочего объема для колонок жидкостной хроматографии, связанная с большими давлениями в трубке. Благодаря выполнению кольца 6 разрезным не происходит передача усилий на трубку 1 при соединении гайки со штуцером, а применение неметаллического уплотнительного элемента также исключает возможность деформирования трубки. Свободным концом штуцера 5 колонки присоединяются к хроматографу. На противопо- ложном конце трубки 1 (не показан) также собирается соединительный узел, но в случае выполнения его по ранее известной схеме монтаж производится через первый конец трубки до сборки на нем узла соединения. Во время проведения испытаний исследуемый раствор и элюент протекают внутри трубки 1, взаимодействуя соответствующим образом с расположенным в ней сорбентом, и, проходя через пористый фильтр 2, сливаются по внутреннему каналу штуцера 5 в последующие за колонкой агрегаты хроматографа, например, в детектор. При этом обеспечивается надежная герметизация в паре уплотнительный элемент-штуцер при высоких давлениях жидкости, достигающих сотни атмосфер. Плотное прилегание торца трубки с фильтром к торцевой поверхности штуцера способствует качественному проведению испытаний. Снятие колонки осуществляется путем отсоединения штуцера 5 от деталей хроматографа. Для замены трубки 1 демонтаж соединительных узлов производится в обратном порядке. При этом после отсоединения штуцера 5 от гайки 3 оставшиеся детали держатся на трубке до их последующего снятия благодаря фиксации кольца 6 и прилипанию уплотнительного элемента 9. Таким образом, предложенная конструкция колонки создает качественно новую схему концевых узлов, позволяющих улучшить эксплуатационные характеристики колонки, избежать деформацию картриджа и повысить срок службы устройства. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1296929, кл. G 01 N 30/60, 1985. 2. Патент ФРГ N 3519725, кл. G 01 N 30/60, 1985. 3. Патент США N 4399032, кл. 210-1982, 1983.

Формула изобретения

КОЛОНКА ДЛЯ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ, содержащая трубку с пористыми фильтрами на торцах, заполненную сорбентом, на каждом из концов которой установлены накидная гайка с опорным кольцом и конусообразный уплотнительный элемент, угол конусности которого меньше соответствующего угла контактирующей с ним поверхности штуцера, соединенного с упомянутой гайкой, отличающаяся тем, что она снабжена расположенным по крайней мере на одном из концов трубки между опорным кольцом и уплотнительным элементом фиксирующим кольцом, выполненным разрезным и имеющим конусную поверхность, контактирующую с соответствующей ей конусной поверхностью, выполненной на опорном кольце, а конусообразный уплотнительный элемент выполнен из полужесткой пластмассы, при этом угол конусности уплотнительного элемента не больше угла конусности штуцера.

РИСУНКИ

Рисунок 1

www.findpatent.ru

Колонка для жидкостной хроматографии

 

Использование: при исследовании состава смесей различными методами. Сущность изобретения: колонка для жидкостной хроматографии включает в себя трубку с закрепленными на торцах пористыми фильтрами, заполненную сорбентом, держатель трубки, выполненный регулируемой длины и состоящий из двух частей, соединенных между собой с возможностью перемещения друг относительно друга вдоль трубки. На концах частей держателя размещены накидные гайки со штуцерами, во внутренних полостях которых расположены концы трубки. Выступы штуцеров взаимодействуют с уплотнительными элементами, установленными на частях держателя. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к аппаратуре для проведения хроматографии, в частности, к колонкам для жидкостной хроматографии, и может быть использовано при изучении состава смесей различными методами.

Известны колонки для жидкостной хроматографии, содержащие трубку, с закрепленными на ее торцах пористыми фильтрами, заполненную сорбентом, держатель трубки, выполненный в виде корпуса, на концах которого закреплены резьбовые фитинговые детали, внутри которых расположены штуцеры, вкладыши и уплотнительные прокладки, обеспечивающие удержание трубки и герметизацию колонки [ 1 ] . С одной стороны трубки штуцер колонки соединен с аппаратурой хроматографа, с противоположной стороны-подходит другая трубка с пористым фильтром и подсоединяется к первой посредством фитинговых деталей. Недостатками известных колонок является то, что их конструкция очень сложна, изобилует множеством деталей, трудна в эксплуатации. При изготовлении этих колонок требуется высокая точность изготовления для обеспечения точной сборки устройства. Наиболее близким техническим решением из известных является колонка для жидкостной хроматографии, содержащая трубку с пористыми фильтрами на торцах, заполненную сорбентом, держатель трубки, на концах которого установлены гайки с расположенными в них штуцерами, во внутренних полостях которых с обеспечением контактирования по торцам установлены концы трубки, с внешней стороны которой расположены уплотнительные элементы, взаимодействующие с выступами на штуцерах [2] . Недостатком известного устройства является то, что для обеспечения плотного контакта в месте соприкосновения торцов трубки и штуцеров необходима очень высокая точность в изготовлении входящих в конструкцию деталей, так как плотное прилегание торцов трубки связано с взаимодействием втулки 13 с корпусом 14. От точного соответствия указанных поверхностей зависит прижатие уплотнительных прокладок 12, что определяет степень герметичности устройства. Учитывая высокое рабочее давление в жидкостной колонке, надежности герметизации в ней предъявляются особые требования. Кроме того, наличие дополнительных фигурных втулок и расположение прокладок между штуцерами и втулками усложняет конструкцию колонки. Целью изобретения является повышение эксплуатационных качеств колонки для жидкостной хроматографии. Достижение этой цели связано с обеспечением в предложенном устройстве надежной установки трубки с сорбентом в посадочные места на штуцерах и одновременно высокой степени герметичности путем плотного прижатия уплотнительных элементов. При этом решается задача создания простого и удобного в эксплуатации прибора, не требующего больших затрат на изготовление. Для достижения указанных целей в колонке для жидкостной хроматографии, содержащей трубку с пористыми фильтрами на торцах, заполненную сорбентом, держатель трубки, на концах которого установлены гайки с расположенными в них штуцерами, во внутренних полостях которых с обеспечением контактирования по торцам установлены концы трубки, с внешней стороны которой расположены уплотнительные элементы, взаимодействующие с выступами на штуцерах, состоит из двух частей, соединенных между собой с возможностью перемещения относительно друг друга вдоль трубки, а на торцевых поверхностях концов упомянутых частей держателя, соединенных с гайками, выполнены кольцевые канавки, в которых размещены упомянутые уплотнительные элементы. Кроме того, упомянутые части держателя могут быть соединены между собой посредством резьбового соединения и снабжены контргайкой. В предложенном устройстве держатель трубки выполнен регулируемой длины, что обеспечивает при установке трубки с сорбентом в посадочные места штуцеров изменение относительного расположения выступов на штуцерах и кольцевых уплотнительных элементов. Благодаря этому осуществляется плотное поджатие уплотнения при различных размерах трубки и достигается надежная герметичность. Расположение уплотнительных элементов на торцах частей держателя с контактированием по внешней поверхности трубки создает простой узел герметизации с минимальным "мертвым" объемом, который определяет возможность распространения рабочей жидкости, это важно из-за высоких давлений в трубке. Соединение частей держателя может быть выполнено по резьбе, что удобно и просто в эксплуатации, а для надежной фиксации предусмотрена контргайка. На чертеже представлен общий вид предложенного устройства. Колонка для жидкостной хроматографии включает в себя трубку 1, заполненную сорбентом, с закрепленными по ее торцам пористыми фильтрами 2. Трубка 1 установлена в держателе, выполненном регулируемой длины и состоящем из двух частей, корпуса 3 и втулки 4, соединенных между собой посредством резьбового соединения, обеспечивающего перемещение их относительно друг друга вдоль трубки 1. На цилиндрической части 3 держателя размещена контргайка 5. На концах держателя установлены накидные гайки 6 и 7, в которых размещены штуцеры 8 и 9. Внутренняя поверхность этих штуцеров является посадочным местом для концов трубки 1, торцы которой с фильтрами плотно прижаты к их торцам. На торцевых поверхностях частей 3 и 4 держателя имеются кольцевые канавки 10 и 11, в которых расположены кольцевые уплотнительные элементы 12 и 13, выполненные из пластмассы, например из фторопласта 4, а на штуцерах 8 и 9 предусмотрены выступы 14 и 15, взаимодействующие с уплотнительными элементами 12 и 13. Свободные концы штуцеров подсоединяются к другой аппаратуре хроматографа. Уплотнения 12 и 13 контактируют с внешней поверхностью трубки 1. Работа колонки осуществляется следующим образом. Перед монтажом колонки в составе хроматографа производят ее сборку. После соединения между собой частей 3 и 4 в держатель устанавливают трубку 1, заполненную сорбентом, с закрепленными на ее торцах пористыми фильтрами 2. В канавки 10 и 11 закладываются уплотнительные элементы 12 и 13. На концы частей 3 и 4 навинчивают накидные гайки 6 и 7 с расположенными в них штуцерами 8 и 9, выступы которых 14 и 15 контактируют с уплотнительными элементами 12 и 13. Затягивание гаек осуществляют до легкого упора, при этом пластмассовые элементы 12 и 13 обжимают трубку 1 и обеспечивают надежную герметичность при высоких давлениях жидкости, превышающих в несколько раз рабочее давление в хроматографе. Затем наворачивают втулку 4 на корпус 3 держателя до слабого упора, при этом торцы трубки 1 плотно без зазора прижимаются к торцевым поверхностям штуцеров 8 и 9. Фиксацию частей держателя осуществляют контргайкой 5. Исследуемый раствор попадает в трубку 1 через один из ее концов и взаимодействует с расположенным в ней сорбентом. Затем подается элюент и с противоположного конца, пройдя пористый фильтр 2, через штуцер жидкостная смесь идет в последующие агрегаты хроматографа, например в детектор. В процессе эксплуатации трубка-картридж выходит из строя. Для ее замены отворачивают гайки 6 и 7 от частей держателя, снимают штуцеры и после разъема частей держателя вынимают трубку 1. Затем вставляют новый картридж, устанавливают штуцеры и собирают держатель и навинчивают гайки. В предложенной конструкции не требуется высокой точности изготовления устройства, так как возможность регулирования длины держателя обеспечивает плотный контакт выступов 14 и 15 с уплотнительными элементами 12 и 13 и надежную герметичность в рабочих режимах. В предложенной конструкции однажды установленные уплотнительные элементы благодаря принятому расположению и материалу служат длительное время без замен. Таким образом, предложенная колонка для жидкостной хроматографии обеспечивает точную установку картриджа в держателе и надежную герметичность, удобна в эксплуатации и позволяет получать достоверные результаты испытаний. (56) 1. Европейский патент N 0156520, кл. G 01 N 30/60, 1985. 2. Авторское свидетельство СССР N 915005, кл. G 01 N 30/60, 1980.

Формула изобретения

1. КОЛОНКА ДЛЯ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ, содержащая трубку с пористыми фильтрами на торцах, заполненную сорбентом, держатель трубки, на концах которого установлены гайки с расположенными в них штуцерами, во внутренних полостях которых с обеспечением контактирования по торцам установлены концы трубки, с внешней стороны которой расположены уплотнительные элементы, взаимодействующие с выступами на штуцерах, отличающаяся тем, что держатель трубки состоит из двух частей, соединенных между собой с возможностью перемещения одна относительно другой вдоль трубки, а на торцевых поверхностях концов частей держателя, соединенных с гайками, выполнены кольцевые канавки, в которых размещены упомянутые уплотнительные элементы. 2. Колонка по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутые части держателя соединены между собой посредством резьбового соединения и снабжены контргайкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1

www.findpatent.ru

Колонки для хроматографии адсорбционно-жидкостной - Справочник химика 21

    Степень разделения смеси двух веществ в жидкостно-адсорбционной хроматографии определяется, как и в газовой, критерием разделения К, зависящим как от селективности, так и от эффективности колонки. Однако при проведении хроматографического анализа важно не только полное разделение, но и возможно меньшая продолжительность анализа. Важно, чтобы отношение К/хн было большим. Эту проблему можно решить двумя путями сохраняя К постоянным, следует найти условия, при которых тд было [c.74]     Связь 1/д или с константой Генри и с теплотой адсорбции или растворения позволяет сделать целесообразный выбор неподвижной фазы для газо-хроматографического разделения различных по свойствам веществ. Для разделения легких газов, очевидно, надо резко увеличить значение величины К, а следовательно, и Q. Этого нельзя добиться при газо-жидкостной хроматографии, потому что теплоты растворения газов малы. Поэтому для разделения легких газов и паров низкокипящих жидкостей применяют газо-адсорбционную хроматографию, используя молекулярные сита (цеолиты), пористые стекла, силикагели, алюмогели, неполярные активные угли (в зависимости от природы раз деляемых газов и паров). Для разделения паров жидкостей, кипящих при температурах от комнатной до 200 °С, хорошие результаты дает газо-жидкостная хроматография, причем неподвижная жидкость выбирается в соответствии с природой разделяемых компонентов для разделения неполярных веществ применяют неполярные жидкости (различные парафиновые и силиконовые масла) для разделения полярных веществ применяют полярные жидкости, такие, как полиэтиленгликоль, различные сложные эфиры и т. п. Часто применяют последовательно включенные колонки с разными по природе неподвижными фазами, меняют также направление потока газа-носителя после выхода части компонентов. Увеличивая однородность поверхности путем укрупнения пор и регулируя адсорбционные свойства соответствующим химическим модифицированием поверхности твердых тел, удается применить для разделения среднекипящих и высококипящих компонентов газо-адсорбционную хроматографию, обладающую тем преимуществом, что неподвижная фаза нелетуча при высоких температурах. [c.568]

    Разделение веществ методом адсорбционно-жидкостной хроматографии проводят на хроматографической колонке, которая представляет собой стеклянную трубку диаметром 5—20 мм и высотой 10—100 см. На рис. Н1 представлены хроматографические адсорбционные колонки (см. книга 2, гл. X, 6). Колонку заполняют адсорбентом, который может быть Б виде порошка пли суспензии порошка в какой-либо жидкости. [c.291]

    Анализируемую газовую смесь пропускают через колонку с адсорбентом или носителем неподвижной жидкости в непрерывном потоке воздуха при одновременном нагреве хроматографической колонки. Нагрев колонки дает возможность полнее и быстрее разделять компоненты вследствие изменения их адсорбционной способности. В зависимости от состава смеси для хроматографической колонки применяют различные адсорбенты или носители с различными неподвижными жидкими фазами. Так, для разделения смеси предельных углеводородов используют газо-адсорбционную хроматографию в качестве адсорбента применяют, например, крупнопористый силикагель МСК или КСК, а для разделения смесей, содержащих также и непредельные углеводороды, — окись алюминия. Однако на указанных адсорбентах не удается выделить некоторые изомерные компоненты. В этом случае применяют комбинацию газо-адсорбционной и газожидкостной хроматографии, а именно разделительную колонку наполняют адсорбентом, смоченным небольшим количеством малолетучей жидкости. Такие адсорбенты называются модифицированными. Сочетание газо-адсорбционной и газо-жидкостной хроматографии позволяет полнее разделить сложную смесь, состоящую из большого Числа разных по своей природе компонентов. [c.144]

    Хроматографические колонки, применяемые в адсорбционно-жидкостной хроматографии [c.291]

    Колоночные хроматограммы получают в стеклянных колонках, подобных тем, которые используются в адсорбционно-жидкостной хроматографии (см. рис. 111). [c.292]

    Колонка для газо-жидкостной хроматографии заполняется но активным адсорбентом, как в газо-адсорбционной хроматографии, а твердым носителем, инертным по отношению к компонентам рав- [c.191]

    Варианты газовой хроматографии — газо-жидкостная и газо-адсорбционная— имеют свои преимущества и недостатки, поэтому выбор наиболее эффективного способа анализа в каждом случае определяется характером конкретной задачи. Так, в начальный период развития газовой хроматографии анализировали только газы и легколетучие жидкости на колонках с сильными адсорбентами. Переход к газо-жидкостной хроматографии способствовал уменьщению коэффициента распределения Г для более тяжелых сорбатов, в результате чего появилась возможность анализировать их хроматографическим методом. Использование неподвижных жидкостей самой разнообразной химической природы сделало газожидкостную хроматографию универсальным методом, позволяющим осуществлять разделение на основе различных видов физико-химических взаимодействий между сорбатами и растворителями. Кроме того, линейность изотерм растворения обеспечивала получение практически симметричных пиков сорбатов (при правильном подборе условий процесса). Однако существенные ограничения, связанные с летучестью неподвижных жидкостей, не позволяли проводить высокотемпературные процессы разделения высококипящих веществ ни в аналитическом, ни в препаративном вариантах. Поэтому дальнейшее развитие газо-адсорбционной хроматографии с применением однороднопористых адсорбентов различной химической природы было необходимо для обеспечения дальнейших успехов газовой хроматографии как метода анализа и исследования высококипящих соединений. [c.33]

    Ранее упоминалось - об аппарате с двумя хроматографическими колонками газо-адсорбционной и газо-жидкостной. Работа на одной колонке при повышенных температурах упрощает методику анализа и делает ее применимой для хроматографии. [c.207]

    Особенность, выделяюш,ая хроматографию из большинства других физических методов разделения, заключается в наличии одной неподвижной, а другой подвижной фазы. Подвижная фаза может быть жидкостью или газом неподвижная фаза может быть жидкостью или твердым телом. Четыре возможных сочетания дают четыре широких типа хроматографии жидкостно-адсорбционную, жидкостную, газо-адсорбционную и газо-жидкостную. Неподвижная фаза присутствует в форме длинного слоя, она или диспергирована или представляет собой наполнитель с большой поверхностью. Когда образец вводят в начало колонки, его компоненты распределяются между подвижной и неподвижной фазами, и в процессе про.хождения подвижной фазы через колонку каждый компонент движется к концу колонки в виде полосы или зоны со скоростью, меньшей скорости подвижной фазы. Эта скорость зависит от коэффициента разделения (см. разд. 24-1) растворенного вещества. В некоторых случаях может наблюдаться осложняющий фактор адсорбции растворенного вещества носителем, который ошибочно считают инертным. Это явление мы не будем рассматривать здесь отдельно. Достаточно сказать, что если количество адсорбированного вещества пропорционально его концентрации (линейная изотерма), то теория остается справедливой для любого уровня адсорбции. Напомним, что изотерма Ленгмюра (см. разд. 9-1) при- [c.498]

    Разделительная способность как адсорбционной, так и распределительной хроматографической колонки в значительной степени зависит от развития удельной поверхности сорбента. Поэтому в распределительной хроматографии неподвижную жидкость наносят на твердые зерненые носители с большой удельной поверхностью. Однако следует учитывать, что наряду с растворением компонентов разделяемой смеси в этой жидкости может иметь место также и адсорбция на поверхности носителя при недостаточном покрытии жидкостью. Кроме того, возможны адсорбционные процессы на границах газ — жидкая пленка и жидкость — твердый носитель. Это особенно относится к хроматографии на модифицированном сорбенте. Этот метод является промежуточным между газо-жидкостной и газо-твердой хроматографией. Он основан на том, что твердый адсорбент, являющийся неподвижной фазой, покрыт (модифицирован) небольшим количеством жидкости. В этом случае разделение обусловлено как адсорбцией на поверхности раздела газ — твердое тело, так и абсорбцией в жидкости. [c.17]

    Хотя изотермы адсорбции растворенных веществ, как и газов, описываются одним и тем же уравнением (17.1), все же процесс адсорбции из раствора осложняется участием растворителя. Подвижная фаза часто принимает участие в адсорбционном процессе и, таким образом, может влиять на селективность колонки. Эта особенность жидкостной адсорбционной хроматографии очень важна, так как открывает еще одну возможность регулирования хроматографического процесса и выбора оптимальных условий разделения. [c.341]

    Высокая полярность поверхности, в частности полярность, связанная с присутствием агентов, способных вести себя, как льюисовские кислоты, например ионов кальция, может приводить к заметному искажению формы пиков полярных соединений [16— 18]. Было показано, что колонки хорошего качества для газо-жидкостной хроматографии могут быть приготовлены из стекла ни-рекс или из аналогичных стекол с высоким содержанием кремнезема [19—21]. С другой стороны, щелочные стекла были с успехом использованы для приготовления колонок для адсорбционной хроматографии, причем активный сорбент был получен соответствующей обработкой самой поверхности стеклянного капилляра [22-25]. [c.98]

    В основе газо-жидкостной распределительной хроматографии (ГЖХ) лежит различие растворимости разделяемых веществ на выбранном неподвижном растворителе в хроматографической колонке, или более точно — различие коэффициентов их распределения между неподвижной жидкой фазой (НЖФ), служащей растворителем, и подвижной газовой фазой (ПГФ), служащей газом-носителем. Чем больше коэффициент распределения вещества в газо-жидкостной колонке, тем больше объем удерживания и тем дольше вещество задерживается в колонке. Коэффициент распределения К равен частному от деления концентрации компонента в НЖФ на концентрацию компонента в ПГФ. Величина К является термодинамической константой равновесия в процессе распределения растворяющегося вещества между НЖФ и ПГФ, подобно тому как коэффициент адсорбции Г в адсорбционной хроматографии является термодинамической константой в процессе распределения адсорбирующегося вещества между твердой неподвижной фазой-адсорбентом и ПГФ — газом-носителем. [c.105]

    Разделение веществ методом адсорбционно-жидкостной хроматографии проводят на хроматографической колонке, которая представляет собой стеклянную трубку диаметром 5—20 мм и высотой 10—100 см. [c.318]

    Каждая из полученных фракций подвергается раздельному исследованию. Каким образом исследуют, например, бензиновую фракцию Углеводороды бензиновой фракции разделяются на две части — ароматическую и нафтено-парафиновую — с помощью адсорбции на силикагеле (жидкостно-адсорбционная хроматография) Это разделение возможно потому, что ароматические углеводороды сильнее адсорбируются поверхностью адсорбента, чем нафтеновые н парафиновые углеводороды. Если пропускать бензиновую фракцию через стеклянную колонку, наполненную хмелкоиз-мельченным силикагелем, то ароматические углеводороды адсорбируются в первую очередь и задерживаются в верхней части колонки, а смесь нафтеновых и парафиновых углеводородов проходит в нижнюю часть колонки и по мере ее накопления вытекает снизу. С помощью специальных растворителей можно вытеснить нз колонки раздельно нафтено-парафиновую и ароматическую части, причем разделение удается осуществить количественно. Этот лтетод разделения неоднократно проверялся на искусственных смесях. В книге Россини, Мэйра и Стейфа Химия углеводородов неф- [c.10]

    Савинов И.М..Яшин Я.И. - Тр.по химии и хим.технол.(Горький).1975.вып.1.73-75. Снижение летучести неподвижной фазы и стабилизация газо-жидкостных хроматографических колонок. (Использован адсорбционно-распределительный вариант хроматографии на макропористом адсорбенте-носителе силохроме). [c.105]

    Основные варианты этого метода моншо разделить на две группы адсорбционную хроматографию, если разделительные колонки наполнены лишь твердым адсорбентом, и распределительную, или газо-жидкостную хроматографию, если твердый адсорбент служит тол],ко в качестве носителя, который прочно удерживает нанесенный на него жидкий растворитель. [c.839]

    Если в классической жидкостно-адсорбционной хроматографии разделение смеси обычно проводится в колонках диаметром 10— [c.68]

    Итак, в жидкостно-адсорбционной хроматографии, так же как и в газо-адсорбционной, общая эффективность хроматографической колонки Н складывается из действия отдельных факторов, вызывающих размывание и снижающих эффективность. К ним относятся рассмотренные выше факторы, выражаемые отдельными членами уравнений (1.24) и (П.1). [c.74]

    Хроматографическая колонка является сердцем хроматографа. Она состоит обычно из металлической или стеклянной трубки, наполненной гранулированным адсорбентом в случае газо-адсорбционной хроматографии или инертным носителем, поверхность которого покрыта тонким слоем высококипящей органической жидкости в случае газо-жидкостной хроматографии. [c.24]

    Влияние природы сорбента. Термин сорбент (или насадка ) является общим названием материала, заполняющего хроматографическую колонку. Это может быть неподвижная жидкая фаза (НЖФ) и твердый носитель в газо-жидкостной и активный адсорбент в газо-адсорбционной хроматографии. Химическая природа этих материалов обусловливает селективность хроматографической колонки (шгь Кс) и сравнительно мало влияет на ее эффективность (Я, N). Это означает, что при оптимизации прочих параметров в данной задаче разделения природа сорбента остается неизменным параметром. [c.129]

    В зависимости от агрегатного состояния контактирующих фаз различают четыре вида хроматографии газоадсорбционную, газожидкостную, жидкостно-адсорбционную, жидкостно-жидкостную. По оформлению процесса хроматографию делят на колоночную и плоскослойную (тонкослойную и на бумаге). Существует три метода проведения матографии фронтальный, вытеснительный и элюентный (нроявитгль-ный). При первом методе разделяемую смесь непрерывно подают через хроматографическую колонку. В вытеснительном и проявительном методах после подачи разделяемой смеси в колонну вводят соответстзен-но или вытеснитель, который сорбируется лучше разделяемых вещгств, или чистый растворитель, слабо реагирующий с адсорбентом. [c.40]

    Иное дело, если в качестве подвижной фазы через разделительную колонку вместо газа непрерывно пропускают поток растворителя (как, например, в опытах Цвета). Здесь в основе разделения лежит сорбция, а хроматографию называют жидкостной адсорбционной (см. главу И). В последние 20 лет чрезвычайно широкое распространение получила высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), когда через разделитель- [c.9]

    Н. Е. Подклетновым был предложен метод ускоренного микроанализа нефти [107]. Согласно этому методу анализ бензино-лигроиновой фракции осуществляется с применением газо-жидкостной хроматографии. Во фракции, выкипающей в интервале температур 50—200° С, Н. Е. Подклетнову с сотрудниками удалось определить 170 индивидуальных углеводородов и количественно охарактеризовать около 60 групп с узким углеводородным составом. Температурные пределы узких фракций (50—100°, 100—150°, 150—175°, 175—200° С) были выбраны в результате специального исследования, проведенного с контролем состава выделенных фракций с помощью спектра комбинационного рассеяния. Для ректификации малых количеств исходной пробы нефти использовалась микроректификационная колонка. Количественное разделение 1—2 мл анализированной фракции на метано-нафтеновую и ароматическую части проводилось методом адсорбционной жидкостной хроматографии. Разделение на индивидуальные компоненты полученных групп углеводородов проводилось на колонках (/=16 м, с1 = 4 мм), заполненных огнеупорным кирпичом, на который в качестве неподвижной жидкой фазы нанесен (20% вес.) полиметилфенилсилоксан (ПФМС-4). Отработка оптимальных режимов разделения была проведена на модельных смесях. На рис. 23 приведена хроматограмма разделения нефти месторождения Восточное Эхаби. [c.79]

    Наглядным доказательством справедливости вывода о единстве механизма жидкостной хроматографии полимеров служит рис. П1.12, на котором сравнивается элюционное поведение полистиролов на макропористом стекле. Видно, что на одной и той же колонке хроматография узкодисперсных полистиролов может протекать как в эксклюзионном, так и в адсорбционном вариантах. В условиях, соответствующих критическим, пики полистиролов выходят практически с одним и тем же Аналогичная картина наблюдалась при изучении элюционного поведения полистиролов (ПС) при жидкостной хроматографии на силикагеле [111]. Изменения ё добивались варьированием состава элюента H I3— I4 и температуры (рис. 111.13). [c.73]

    Пример И. Применение газо-жидкостной хроматографии для исследования структуры веществ высококипящих нефтяных фракций. Газо-жидкостная хроматография может оказать ценную помощь при исследовании структуры компонентов сложных органических смесей Уайтхем [20] использовал газо-жидкостную хроматографию при анализе нефтяной фракции с интервалом кипения от 170 до 260°. Продукт делили вначале при помощи вытеснительно-жидкостной адсорбционной хроматографии на ароматическую и парафиновую фракции. Пробы этих фракций делили затем на большой колонке для газо-жидкостной хроматографии (длина 8300 мм, внутренний диаметр 2,7 мм), заполненной в качестве стационарной фазы силиконом МЗ-550. На рис. 26 и 27 роспроизведены хроматограммы этих двух фракций. [c.96]

    По этой причине вода, двуокись углерода, сероводород, хлор, и др. сильно полярные соединения, также соединения с точкой кипения выше, чем у этана, способны в некоторых случаях при комнатной температуре дезактивировать колонку с молекулярными ситами. Емкость адсорбционной колонки, как правило, очень велика. Так, например, колонка с молекулярным ситом способна поглотить примерно 20 весовых проц. двуокиси углерода прежде, чем она дезактивируется. Такая колонка может быть вновь реактивирована путем нагревания, так как при этом более сильно адсорбирующиеся компоненты покидают ее. Колонку с молекулярным ситом можно нагреть до 200—250°С для реактивации осторояЛо пропускают через колонку газ-носитель или присоединяют колонку к вакууму. Таким же способом реактивируются колонки с силикагелем, но их, однако, нельзя нагревать выше 150°С, Природа наполнителя адсорбционных колонок обычно не имеет столь решающего значения, как у распределительных колонок, применяемых в газо-жидкостной хроматографии. Адсорбционные колонки имеют довольно ограниченное применение. Они выбираются на основании особенностей адсорбционных характеристик при этом эффективности колонок придается меньшее значение. [c.54]

    Сочетание разных типов жидкостной хроматографии (адсорбционной, распределительной, эксклюзионной, ион-обменной) позволяет огмничить-ся только ею при выделении, предварительном и более тонком раздалении, вплоть до предварительной идентификации в зависимости от того, в каком сочетании полярного и неполярного растворителей происходит вымывание из колонок активной смеси при градиентном элюировании. [c.20]

    Жидкостная адсорбционная хроматография применяется для группового разделения углеводородов на алка-но-циклоалкановую и ареновую фракции, а также для разделения аренов по степени цикличности. Хроматографические колонки заполняются силикагелем или двойным адсорбентом — окисью алюминия и силикагелем. В качестве деоэрбентов при анализе керосиновых и масляных фракций для вымывания насыщенных угле- [c.89]

    Была впервые разработана и использована в 1904 г. русским ботаником Цветом в проявительном варианте для разделения отдельных компонентов растительных пигментов. При этом в колонке получались полосы окрашенных веществ (отсюда слово хроматография — цветопись). В химии нефти жидкостно-адсорбционная хроматография используется широко в проявительно-выте-снительном варианте, когда применяется комбинированный метод анализа проявительно-вытеснительный. Рассмотрим применение этого метода для разделения углеводородов бензиновой фракции. Аналогично, с некоторыми модификациями. можно разделить углеводороды других нефтяных фракций. [c.17]

    Существует много разновидностей хроматографического метода. Для разделения компонентов нефти применяется в основном жидкостная адсорбционная хроматография. По этому методу разделение жидких смесей на фракции ведется в колонках, заполненных адсорбентом, чаще всего силикагелем. Исследуемую жидкость вводят в колонку. Вязкие продукты предварительно растворяют в пентане или другом растворителе. Для ускорения прохождения по колонке пробы и десорбентов применяют давление инертного газа. В процессе адсорбции выделяется тепло. Под влиянием этого тепла и каталитического воздействия самого адсорбента возможно развитие таких химических реакций с aд opбиJ oвaнны-ми веществами, как окисление и полимеризация. Во избежание этого колонку следует охлаждать. [c.58]

    Именно большое значение йиор, характерное для классической жидкостно-адсорбционной хроматографии, является одной из причин ее низкой эффективности. В современной высокоскоростной жидкостно-адсорбционной хроматографии применяются поверхностно-пористые адсорбенты. Их принципиальное отличие от обычных адсорбентов состоит в том, что на твердое, не обладающее пористостью сферическое зерно носителя нанесен тонкий слой адсорбента с высокой пористостью. Для увеличения плотности заполнения колонки зернам носителя придают сферическую форму и одинаковый для всех зерен диаметр (20—40 мкм). Толщина слоя пористого вещества составляет примерно 1 мкм. [c.74]

    В жидкостно-адсорбционной хроматографии вследствие незначительных коэффициентов диффузии в жидкостях влияние на эффективность колонки могут оказывать так называемые внеколо-ночные эффекты, т. е. размывание, возникающее в соединениях колонки с детектором, а также в камере детектора. Поэтому очень важно, чтобы объемы подводящих трубок и камеры детектора были минимальными. [c.75]

    Газовый хроматограф Цвет-1-64 представляет собой лабораторный прибор, изготовленный в обыкновенном (не взрывозащищен-ном) исполнении. Предназначен он для анализа смеси органических (с концентрацией от 1 10" до 10%) и неорганических (от ЫО" до 100%) веш,еств, кипящих до 350—400° С и не содержащих агрессивных примесей, способных разрушать стальные детали прибора. Он состоит из трех блоков 1) датчика, состоящего из термостата, катарометра, детектора пламенно-ионизационного (ДИП), испарителя жидкой пробы, газового крана-дозатора 2) блока управления БУ-2, состоящего из панели подготовки газов, усилителя ПВ-2М для ДИП, терморегулятора, блока питания детектора ДИП, блока питания катарометра 3) автоматического самопишущего потенциометра ЭПП-09. Действие прибора основано на использовании методов газо-адсорбционной и газо-жидкостной хроматографии на набивных (аналитических), микронабивных и капиллярных колонках в изотермическом режиме. [c.170]

chem21.info

Колонка для жидкостной хроматографии

 

O Il И C А H И E „„gg4gyg

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву(22)Заявлено 31.10.80 {21) 2998823/23-25 (5l)N. Кл, G 01 К 31/08 с присоединением заявки М аГееударетаелхвй кемлтат

СССР де делам изобретений и открытий (23) Приоритет .>

Опубликовано 07.02.83. Бюллетень Юа 5 (53) 3 ДК 543.544 (088.8) Дата опубликования описания 07.02.83 (72) Авторы изобретения

А.И.Кульнев и Е.Г.Сорокина (?I) заявители (54) КОЛОНКА ДЛЯ ЖИДКОСТНОЙ ХРОИАТОГРАФИИ

Изобретение относится к жидкостной хроматографии, а более конкретно к хроматографическим колонкам.

Известна колонка для жидкостной. хроматографии, включающая корпус из цилиндрического патрубка, выполненного из стекла или металла, на торцах корпуса укреплены переходные элементы - концевые штуцеры 1 3.

Наиболее близкой к предлагаемой является колонка для жидкостной хроматографии, включающая корпус, выполненный из монолитного материала, соединительные элементы с коммуникациями для подвода элюента и отвода элюента, а также кожух со штуцерами, выполняющий роль теплообменника 2 $

Описанная конструкция не позволяет использовать эффект ультрафильтрации для разделения веществ, раз личающихся по своему молекулярному весу. Эти колонки предполагают-использование сорбентов, большинство

2 из которых сравнительно дороги. Про цедура заполнения колонки предпола. гает использование дополнительного специального оборудования и сложных методик, предполагающих высокую квалификацию оператора. Стабильность насадочных колонн определяется свойствами насадки и относительно невы" сока.

Целью изобретения является расширение аналитических возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в колонке, включающей корпус, соединительные элементы с коммуникациями для подвода элюента и отвода элюента, а также кожух со штуцерами, корпус выполнен из пористого материала, проницаемого для мо2о лекул элюента, в виде усеченного конуса с углом при вершине 0

3 9949

На фиг.. 1 показана колонка, про-. дольный разрез на фиг. 2 - хроматограмма разделения смеси Фракций полистирола.

Суть изобретения заключается в том, что в ходе ультрафильтрвции происходит изменение общего объема потока элюента, Подобное изменение в цилиндрических колонках может привести к дополнительному размыванию разде- 1в ляемых зон. Коническая форма колонки с проницаемыми стенками позволяет избежать этого. В режиме подачи дополнительных порций злюента в колонку из кожуха пробу целесообразно вводить 1 в зауженную честь колонки и наоборот.

Эксперименты показали, что при соотношении длины корпуса и внутреннего диаметра меньше 8 и больше 100 эффективность разделения .всех испытанных смесей снижается в 2-3 раза и усиливается размывание. При указанном соотношении, меньшем 8, селективность разделения Во всех случаях была меньше 1,1, при соотношении длины корпуса и его внутреннего диаметра, больших 100, селективность разделения практически не изменялась.

Колонка для жидкостной хроматографии включает корпус 1, стенки, которого выполнены из полупроницаемого материала, йапример пористого стекла или керамики, кожух 2 со штуцерами 3, концевые штуцеры 4 с накидными гайками 5, крепящими через уплотнение 6 коммуникации 7 для подвода элюента или отвода элюента.

Устройство работает следующим об" разом.

В режиме концентрирования и одно.— временного разделения пробу подают со о стороны основания конического корпуса .1 и одновременно создают относительное разряжение в полости, образованной стенками корпуса 1 и кожуха 2. Подачу элюента и его отбор через штуцера корпуса осуществляют таким образом, чтобы не происходило дополнительного размывания разделяемых хроматографических зон.

В режиме подачи разбавления с одновременным разделением пробу подают в конец колонки с меньшим диаметром и одновременно в штуцера 3 кожуха 2 подают дополнительные порции элюента, который может быть отличным от основногоу подаваемого в кон цевой штуцер. Таким образом, в атом варианте можно дополнительно регул79 ф ровать селективность и эффективность разделения путем градиентного злюирования с изменением состава подаваемого через стенку элюента.

Возможность разделения высокомолекулярных соединений показана на примере хроматограммы (фиг. 2) смеси фракций полистирола следующего молекулярного веса: 50000 (8 ), 100000 (9) и 200000 (10 ). Правильность выбора относительных размеров колонки подтверждают разделения конденсированной ароматики в элюенте гексан - метанол (0,053-) при 25 С и расходе основного злюента 2,5 мл/мин при следующих испытанных диаметрах: 0,5, 1,5ои

3 мм с углом расхождения стенок колонки от 0 до 15 . Аналогичная картина наблюдалась и в других экспериментах, например при разделении ароматических аминов в системе ацео тонитрил — вода (50:40) при температуре 30 С, расходе основного поо тока 1 мл/мин на колонках с диаметром 0,5 мм и углом cL=25o, а также на коЪонках с диаметром 1 мм и углом +=20О.

При исйользовании предлагаемой конструкции отпадает необходимость использования дорогостоящих сорбен)тов, исключается стадия заполнения колонок, увеличивается срок службы колонки.

Формула изобретения

Колонка для жидкостной хроматографии, включающая корпус, соединительные элементы с коммуникациями для подвода злюента и отвода злюента и кожух со штуцерами, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширении аналитических возможностей устройстеа„ корпус выполнен из пористого материала, проницаемого для молекул злюента, в виде усеченного конуса с углом при âeршине 0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Энгельгардт X. Жидкостная хро" матография при высоком давлении, М., нИир", 1980, с. 47, 2. Kataiog 1 "Technische Speziati4ation, Apparate, Instrumente und

Preparate Гur Labor und Bet rleb

"Rechelt Chemi Techick. BRD,1979, р. 81 (прототип).

994979

Фав ф ® Р

Составитель Е.Сюткин

Редактор И.Николайчук Техред И. Гайду Корректор Е-Рококо

Заказ 630/28 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного коиитета СССР по делан изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ю ВЮ

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Колонка для жидкостной хроматографии Колонка для жидкостной хроматографии Колонка для жидкостной хроматографии 

www.findpatent.ru

ПРИБОРЫ ДЛЯ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

⇐ ПредыдущаяСтр 21 из 22Следующая ⇒

Одной из основных задач в развитии хроматографического приборостроения является расширение разработок и выпуска жидкостных хроматографов при дальнейшем их совершенствовании. В настоящее время более 100 фирм во всём мире серийно производят жидкостные хроматографы, поскольку значительно расширился рынок сбыта данных приборов за счёт применения их в медицине, судебной медицине, в химической и фармацевтической промышленности, биотехнологии и для охраны окружающей среды.

Отличие жидкостного хроматографа от газового состоит в применении в качестве подвижных фаз различных жидких растворителей и их смесей. В связи с высокой плотностью элюента и соответственно большими сопротивлениями колонок в жидкостном хроматографе, хроматографические приборы для газовой и жидкостной хроматографии сильно различаются по аппаратурному оформлению.

 

НАСОСЫ

Для создания потока чистого растворителя или смеси растворителей (элюента) используют насосы, входящие в гидравлическую схему хроматографа.

Гидравлическая линия любого современного жидкостного хроматографа, блок-схема которого приведена рис. 22, в простейшем случае состоит из насоса, колонки и детектора.

 

Рис. 20. Схема высокоэффективного жидкостного хроматографа:

1,2 - насосы; 3 - дозатор; 4 - предколонка; 5 - колонка; 6 - термостат колонки; 7 - детектор; 8 = коллектор фракций; 9 - блок управления коллектором; 10 - интегратор; 11 - регистратор; 12 - блок регулирования температуры; 13 - микропроцессор; 14 - блок автоматики ввода пробы; 15 - блок управления градиентного элюирования; 16, 17 - резервуары с растворителем. Сплошная линия - электрический кабель, пунктирная - поток растворителя.

 

Основное назначение насосов состоит в создании стабильного установленного потока элюента в определённом диапазоне расходов и обеспечении давления, необходимого для пропускания элюента при этом расходе через колонку. Для уменьшения уровня флуктуационных шумов детекторов насосные системы должны обеспечивать стабильный и без пульсаций расход. Диапазон расходов должен быть пригоден для любого метода жидкостной хроматографии и составлять 0.01-100 мл/мин. С помощью насосов могут быть созданы два принципиально различных режима работы: изократический, характеризующийся постоянством состава подвижной фазы во время анализа, и градиентный, в котором состав (элюента) меняется во время анализа по заданной программе.

Имеются два принципиально различных типа насосов: постоянного давления и постоянного расхода. Насосы первого типа поддерживают установленное постоянное давление на входе в колонку, а расход определяется её сопротивлением. Насосы второго типа поддерживают постоянный расход элюента, а давление на входе в колонку определяется её сопротивлением.

Основные характеристики насосов: максимальное давление, диапазон расходов, стабильность поддержания расхода и давления, инертность по отношению к элюенту и пробе, простота сборки и разборки.

Для работы на современных аналитических колонках длиной 50-250 мм и внутренним диаметром 2-10 мм, заполненных сорбентом с диаметром частиц 5-15мкм, при применении растворителей средней вязкости и при комнатной температуре требуется давление элюента от 0.5 до 30 Мпа. При использовании сорбентов с диаметром частиц менее 3 мкм и колонок длиной более 300 мм может потребоваться создание более высоких давлений, например до 50-70 МПа.

Стабильность поддержания расхода с погрешностью менее 1% во всём диапазоне расходов позволяет использовать большинство из наиболее распространённых и выпускающихся серийно детекторов. Стабильность потока элюента непосредственно влияет на погрешность и воспроизводимость результатов анализа, а также на уровень флуктуационных шумов нулевого сигнала некоторых типов детекторов.

С целью сглаживания пульсаций применяют демпфирующие устройства, многоголовочные системы поршневых насосов, микропроцессорный контроль пульсаций. Так как насосы в жидкостной хроматографии должны работать с любыми элюентами при рН=3-10, в том числе с кислотами, растворами солей, агрессивными органическими жидкостями, высокие требования предъявляются к конструкционным материалам насосов. Наилучший материал для корпуса насоса – это титан и его сплавы с палладием и цирконием. Допускается использование аустенитной нержавеющей стали или стали марки 12Х18Н-10Т.

Для плунжеров и шариковых клапанов наилучшими материалами являются лейкосапфир и рубин. Сальники обычно изготавливаются фторопласта или полиамида, причем последний предпочтительнее. Детали насосной системы, контактирующие с элюентом, должны соединяться переходниками из тех же материалов, из которых изготовлен насос. Применение сварки и пайки не допускается. В связи с непрерывной работой в тяжелых условиях некоторые детали насоса быстро изнашиваются, корродируют, загрязняются. При этом необходима разборка насоса и замена или чистка этих деталей. Поэтому легкость разборки насоса является одной из определяющих его характеристик.

К насосам постоянного давления относят насосы, в которых применяют сжатый газ и насосы с пневмогидравлическим усилителем. На рис. 23 представлена схема насоса, в котором элюент из резервуара 5 через трехходовые краны 4 и 8 предварительно заполняют элюентом длинную спиральную трубку 7 из нержавеющей стали вместимостью около 500 см3. После заполнения трубку подключают к баллону 1 с газом; с помощью редуктора 2 и образцового манометра 3 устанавливают требуемое давление на входе в колонку 9. Диффузия газа на заднем фронте элюента незначительна в трубке небольшого диаметра. Насосы обычно используют при давлениях не выше 5 МПа, так как стандартное давление в газовых баллонах не более 15 МПа.

 

  Рис. 23. Газовый насос для жидкостного хроматографа: 1 -баллон с газом; 2 - редуктор; 3 - манометр; 4,8 - трехходовые краны: 5 - резервуар с растворителем; 6 - дренаж; 7 - трубка; 9 - подача элюента в колонку   Рис. 24. Пневмогидравлический насос: 1,2 - вход и выход сжатого газа при работе и заполнении насоса; 3,4,12 - кольцевые уплотнения; 5 - выход элюента; 6 - клапан нагнетания; 7 - клапан всасывания; 8 - вход элюента из резервуара; 9 - гидравлическая камера насоса; 10 - плунжер; 11 - поршень; 13 - пневматическая камера

 

Газовые насосы не имеют движущихся частей, работают надежно и перезаполняются достаточно легко. Недостатками являются относительно невысокое давление и сложность замены растворителей, связанная с промывкой коммуникаций.

Схема пневмогидравлического насоса приведена на рис. 24. Давление жидкости, создаваемое плунжером, пропорционально давлению на поршень и зависит от отношения сечений поршня и плунжера. Предел отклонения расхода элюента от среднего значения составляет ± 5%. Расход элюента зависит от заданного входного давления воздуха и сопротивления колонки, которое в свою очередь зависит от размера частиц сорбента, степени их уплотнения и вязкости элюента. Объём элюента в рабочей камере насоса в среднем составляет от 20 до 60 см3. Регулировка потока достаточно проста. Поток можно мгновенно остановить. При повторном пуске давление быстро восстанавливается.

К насосам постоянного расхода относят шприцевые, поршневые и мембранные насосы.

Схема шприцевого насоса, который применяют, например, в хроматографе «Милихром», показана на рис. 25.

 

 

 

Рис. 25. Шприцевой насос хроматографа “Милихром”:

1 - емкость с элюентом; 2 - трехходовой кран; 3 - поток элюента; 4 - крышка с насоса; 5 - прокладка; 6 - поршень; 7 - цилиндр; 8 - шток; 9 = шарик, 10,11 - червячная передача; 12 - двигатель

 

С помощью червячной передачи 10-11 от шагового двигателя 12 шток 8 с поршнем 6 движется в калиброванной стеклянной трубке 7, сжимая элюент и пропуская его через трёхходовой кран 2 в колонку. При заполнении шприца кран 2 поворачивают в положение, показанное на рисунке пунктиром, а чистый элюент из емкости 1 засасывается в шприц при обратном ходе штока 8, при этом вращение шагового двигателя меняется на противоположное. Полный объём шприца около 2.5 см3, максимальное давление не более 5 МПа, точность подачи элюента около 1%. Насос применяют для обеспечения работы колонок внутренним диаметром 2 мм и длиной менее 100 мм. Шаговый двигатель позволяет получать различные скорости перемещения штока. Расход элюента можно менять от 2 до 600 мкл/мин.

Один шприцевой насос может быть использован для создания ступенчатого градиента путём применения специальной программы его заполнения. Два шприцевых насоса легко приспособить для получения градиента путём программируемого увеличения расхода элюента первым насосом и пропорционального уменьшения другого элюента вторым насосом.

Существенным недостатком насоса является невозможность коррекции на сжимаемость растворителей. Для давлений менее 5 МПа этот недостаток не столь существен. Однако при давлении в колонке более 20 МПа сжимаемость элюентов составляет более 1 %. При этом наблюдается значительная задержка в достижении установленного значения расхода потока элюента при включении насоса. Такая задержка нежелательна при вводе пробы методам остановки потока.

Схема насоса возвратно-поступательного типа с одним плунжером приведена нарис. 26. Принцип действия насоса основан на вытеснении определённого объёма жидкости из камеры 4 с помощью плунжера 3, который приводится в действие с помощью эксцентрика 1, подсоединённого к двигателю насоса. Насос на входе 8 и выходе 5 имеет обратные шариковые клапаны 6 и 7. Шарики и сёдла для них обычно изготавливают из нержавеющей стали, сапфира или рубина. Для надёжной работы таких клапанов необходимо полное отсутствие в элюенте твёрдых взвешенных частиц. Твёрдые частицы устраняют с помощью пористых фильтров из нержавеющей стали или титана с размером пор от 1 до 5 мкм.

Одной из модификаций одноплунжерного насоса является диафрагменный насос (рис. 27). Давление, создаваемое плунжером 2 в промежуточной камере 10 насоса, заполненной инертной малолетучей жидкостью, передаётся на диафрагму 7, которая вытесняет растворитель через обратный клапан. Преимущество мембранного насоса – отсутствие контакта элюента с движущимся плунжером, меньшее загрязнение плунжера и камеры и, соответственно, большая надёжность и долговечность работы насоса. Наиболее слабыми местами поршневых насосов являются уплотнения плунжера и клапаны. Производительность насосов возвратно-поступательного типа зависит от длины рабочего хода плунжера. В связи с тем, что одна половина хода поршня используется для нагнетания, а другая для заполнения камеры насоса, одноплунжерный насос имеет значительную пульсацию на выходе. Поэтому для таких насосов чаще всего применяют демпферы для сглаживания пульсаций.

Одной из модификаций одноплунжерного насоса является диафрагменный насос (рис. 27). Давление, создаваемое плунжером 2 в промежуточной камере 10 насоса, заполненной инертной малолетучей жидкостью, передаётся на диафрагму 7, которая вытесняет растворитель через обратный клапан. Преимущество мембранного насоса – отсутствие контакта элюента с движущимся плунжером, меньшее загрязнение плунжера и камеры и, соответственно, большая надёжность и долговечность работы насоса. Наиболее слабыми местами поршневых насосов являются уплотнения плунжера и клапаны. Производительность насосов возвратно-поступательного типа зависит от длины рабочего хода плунжера. В связи с тем, что одна половина хода поршня используется для нагнетания, а другая для заполнения камеры насоса, одноплунжерный насос имеет значительную пульсацию на выходе. Поэтому для таких насосов чаще всего применяют демпферы для сглаживания пульсаций.

 

Рис. 26. Одноплунжерный возвратно-поступательный насос: 1 - эксцентрик; 2 - сальник; 6 - плунжер; 4 - камера с элюентом; 5, 8 - поток элюента; 6 - клапан нагнетания; 7 - клапан всасывания Рис. 27. Диафрагменный одноплунжерный насос: 1 - эксцентрик; 2 - плунжер; 3 - кольцевое уплотнение; 4 - обратный клапан; 5,9 - поток элюента; 6,8 - шариковоые клапаны; 7 - диафрагма; 10 - промежуточная камера

 

Систему узлов, состоящую из насоса, демпфера, аварийного клапана максимального давления, измерителя давления, резервуаров с растворителями и фильтров, обычно называют насосной системой или системой подачи элюента.

В новых конструкциях одноплунжерных насосов время заполнения камеры насоса (около 20 мс) значительно меньше времени рабочего хода плунжера. Поэтому за время возврата плунжера в исходное положение падение давления незначительное. Микропроцессорный контроль за работой шагового двигателя и плунжера позволяет компенсировать колебания потока во время заполнения и эффект сжимаемости растворителей. Для сглаживания пульсаций потока применяют двухплунжерные насосы со сдвигом работы плунжеров по фазе на 180 0 и трёхплунжерные насосы со сдвигом на 120 0.

На рис. 28 представлена схема двухплунжерного насоса, управляемого одним двигателем 2. Забор и нагнетание жидкости плунжерами 1 и 3 сдвинуты по фазе и синхронизированы. Пунктиром показана возможность подключения к системе третьей камеры.

В нашей стране разработан и запатентован за рубежом двухплунжерный насос (насосы Б. И. Баглая), в котором постепенное вытеснение жидкости из одной камеры сопровождается пропорциональным заполнением другой. Конструкция такого насоса предусматривает согласованное движение двух камер, изготовленных в одном корпусе, и одного из плунжеров, причём другой плунжер жёстко закреплён. Система обеспечивает достаточно высокую стабильность расхода потока и возможность коррекции на сжимаемость элюента. Необходимость применения демпфирующих устройств отпадает. Конструкции насосов возвратно-поступательных типов просты, обычно обеспечен свободный доступ к местам возможных течей, насосы легко разбираются и собираются с целью очистки и ремонта. Увеличение или уменьшение размеров камер и плунжеров путем их достаточно простой замены без изменения системы привода увеличивает или уменьшает производительность насосной системы и позволяет работать с полупрепаративными и микронасадочными колонками.

 

 

Рис. 28. Двухплунжерный насос возвратно-поступательного действия:

1,3 - плунжеры; 2 - привод двигателя; 4 - дополнительный плунжер; 5 - камера насоса;

6,8 - поток элюента; 7 - шариковые клапаны

 

В большинстве насосов возвратно-поступательного типа применяют шаговые двигатели, скорость которых легко контролируется электронной схемой управления. Появляется возможность достаточно простого программирования расхода потока элюента, т.е. применения системы градиентного элюирования. Эффект создания градиента в наиболее простом случае достигается путём контролируемого смешения двух растворителей разной полярности, причём в одних случаях полярность элюента увеличивается (адсорбционная ЖХ), а в других уменьшается (обращённо-фазовая ЖХ).

Используют две различные системы создания градиента: смешение при высоком давлении и смешение при низком давлении. Блок-схемы систем представлены на рис. 29.

Для смешения при высоком давлении (рис. 29, а) характерно применение отдельных насосов 5 и 6 для каждого типа растворителя 2 и 3 и их смешения в камере 7 на выходе насосов. Смесительная камера должна обеспечивать полное перемешивание растворителей. Насосы управляются по определённой программе, заложенной в устройство программирования или микропроцессор 1. Для смешении при низком давлении (рис. 29, б), растворители из резервуаров 2-4 засасываются насосом 5 через регулируемые электромагнитные клапаны 9 в смесительную камеру 7, из которой смесь растворителей поступает в дозатор и колонку жидкостного хроматографа. Работу клапанов обычно контролируют микропроцессором 1.

Рис. 29. Структурные схемы систем градиентного элюирования с одним насосом (а) и с двумя насосами:

! - микропроцессор; 2-4 - емкости с растворителем; 5,6 - насосы; 7 -камера смешения; 8 - поток элюента; 9 - электромагнитные клапаны. Сплошная линия - элюент; пунктирная - - электрический кабель

Преимуществом последней системы является применение только одного насоса, что даёт возможность градиентного элюирования без значительного удорожания и усложнения аппаратуры.

СИСТЕМЫ ВВОДА ПРОБЫ

 

Системы ввода пробы для жидкостного хроматографа можно разделить на ручные и автоматические. Среди ручных наиболее распространен кран-дозатор, в состав которого входят сменные петли из химически стойкого материала (легированной стали) с определёнными объёмами. Для аналитической жидкостной хроматографии применяются объём петли, объём которых колеблется в пределах 0,5 - 100 мкл. Такой метод ввода пробы обеспечивает хорошую воспроизводимость анализа и недорог. Конструкции некоторых кранов позволяют работать с переменными объёмами вводимых проб без замены петли. Это бесспорное удобство, но наличие «мёртвого объёма» не всегда обеспечивает надёжные результаты.

Автоматические дозаторы обычно бывают трёх типов: петлевого с пневматическим или электромеханическим приводом, шприцевые с дозированием калиброванным микрошприцем с остановкой или без остановки потока и дозированием с помощью насоса с остановкой или без остановки потока, причём могут быть использованы как основной, так и дополнительный насос.

В современной жидкостной хроматографии практически все автоматизированные системы ввода пробы управляются микропроцессорной техникой. В хроматографе «Милихром-5», например, имеются дозаторы двух типов. В ручном дозаторе во вращающемся роторе просверлены каналы объёмом 1, 3 и 6 мкл, которые могут быть заполнены пробой с помощью шприца и вручную подключены к потоку элюента путём поворота крана в нужное положение. Автоматическое дозирование осуществляется путем остановки подвижной фазы, поднятия герметизированной на входе в колонку дозирующей иглы, забора с помощью шприцевого насоса необходимой пробы объемом от 1 до 100 мкл и вводом ее в колонку после герметизации и при обратном ходе поршня насоса. При этом обычно вся проба размещается в дозирующей игле и “запирается” с обеих сторон “пробками” используемого элюента объемом 1 - 10 мкл. Все перечисленные операции, а также забор пробы из любой ампулы и создание восьми ступенчатого градиента подвижной фазы дозатор выполняет автоматически по командам от микропроцессорного блока.

 

БЛОКИ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Большинство разделений в ВЭЖХ осуществляется при температуре окружающей среды. Использование повышенных температур в изотермическом режиме анализа изменяет селективность разделения, способствует снижению вязкости растворителя, позволяет увеличить эффективность колонки. Для реализации режима контроля температуры возможно несколько подходов: термостатирование с циркуляцией и без циркуляции воздуха; жидкостное термостатирование колонки с циркуляцией теплоносителя от термостатируемого источника; пассивное термостатирование металлического блока или специального термостата, в котором расположены хроматографические колонки, непосредственный нагрев элюента. В современных жидкостных хроматографах температурный контроль полностью автоматизирован и осуществляется с помощью микропроцессора; обычный диапазон температур составляет от 35 до 99 0С.

 

7.4. ДЕТЕКТОРЫ

 

В ходе развития ЖХ было испытано более 20 типов детекторов для ЖХ. Основную массу предложенных детекторов можно разделить на оптические, электрические, электрохимические и детекторы для измерения радиоактивных веществ. В некоторых детекторах используют сразу несколько принципов детектирования, причем такие детекторы можно разделить на две группы: в первой ­– механическое совмещение нескольких разных или одинаковых типов детекторов в единой конструкции , во второй – регистрация различных физико-химических явлений в одной ячейке детектора. К первой группе детекторов можно отнести электрохимические детекторы (ЭХД) с двумя рабочими электродами, один из которых окислительный, а другой восстановительный. Типичными представителями второй группы являются кварцевый флуориметрический – фотоакустический - фотоионизационный детектор или ультрафиолетовый - электрохимический детектор.

 

Оптические детекторы

 

Оптические детекторы можно разделить на следующие классы: абсорбционные, работающие в ультрафиолетовой области спектра (190 – 380 мм) – УФД; адсорбционные для видимой области спектра (380 – 800 мм) – ВИД; инфракрасные детекторы (800 – 5000 нм) – ИКД; рефрактометрические различных типов – РМД; эмиссионные, флуориметрические различных конструкций – ФМД; хемилюминесцентные – ХЛД.

Наиболее часто в жидкостной хроматографии применяют фотометрические детекторы, работа которых основана на измерении поглощения (абсорбции) света в ультрафиолетовой или видимой областях спектра. Это связано с тем, что большинство химических соединений имеют достаточно интенсивные полосы поглощения в диапазоне дли волн 200 - 800 нм. Наличие подходящих растворителей, прозрачных в этом диапазоне длин волн, делает фотометрические методы наиболее пригодными для градиентного элюирования.

Фотометрические детекторы имеют достаточно высокую чувствительность для поглощающих свет веществ, высокий линейный динамический диапазон (до 105), малый рабочий объем ячеек (< 1 мкл), небольшое экстраколоночное расширенрие пиков и высокую воспроизводимость показаний. Они являются недеструктивными, относительно нечуствительными к колебаниям потока подвижной фазы и изменениям температуры, достаточно удобными в работе, обеспечивающими возможность выбора длин волн.

Чувствительность УФД может доходить до 0,001 е.о.п. на всю шкалу при 1 % шума. При такой высокой чувствительности могут быть зафиксированы малые количества ( до нескольких нг) слабо абсорбирующих УФ веществ. Широкая линейная область УФД позволяет анализировать как примеси, так и основные компоненты на одной хроматограмме.

Фотометрические детекторы, в свою очередь, подразделяют на детекторы с фиксированной длиной волны (УФД), детекторы со сменной с помощью фильтров длиной волны или фильтровые фотометры (ФУФД) и спектрофотометрические детекторы с детектированием в определенной области длин волн (СПФ).

Наиболее простые и дешевые УФД широко применяют в высокоэффективных жидкостных хроматографах, особенно в приборах, предназначенных для массовых анализов.

При применении ртутной лампы низкого давления, обладающей высокой стабильностью и долгим времен жизни (более 5000 ч), детектирование проводят на длине волны 254 нм, которой соответствует 90 % энергии излучения. На длине волны 254 нм высоким поглощением обладают многие органические соединения (ароматические, гетероциклические, кетоны и др.).

В УФД свет от источника излучения проходит через проточную ячейку, в которую из хроматографической колонки поступает поток элюента. Наиболее часто применят ячейки с длиной оптического пути 10 мм, диаметром светового канала 1 мм, рабочим объемом около 8 мкл. Такие ячейки подходят главным образом для аналитических колонок внутренним диаметром 4 - 6 мм, заполненных сорбентом с размерами частиц около 5 мкм. Рабочий объем ячейки является одним из важнейших ее параметров, так как, например, ячейка объемом 8 - 10 мкл может привести к размыванию пика на 30 -50 мкл и может оказаться непригодной для пиков шириной менее 100 мкл. Уменьшение объема ячейки может быть достигнуто двумя путями: уменьшением длины оптического пути и уменьшением диаметра канала ячейки. Последнее приводит к падению интенсивности проходящего через нее света и к увеличению шума. Оба эти эффекта снижают чувствительность детектирования.

Оптические детекторы с целью компенсации фона чаще всего имеют две ячейки: рабочую и сравнительную. Для двухканального детектирования используют следующие методы подключения сравнительных ячеек: статический, при заполнении сравнительной ячейки чистым растворителем; динамический, путем разделения потока от насоса на две части и пропускания одного из них через рабочую, а другого через сравнительную колонку и сравнительную ячейку.

На рис. 30 приведена принципиальная схема монохроматического УФД. УФ-свет с длиной волны 254 нм от ртутной лампы низкого давления 4 проходит через проточную ячейку 3, ограниченную кварцевыми окнами 2, и попадает на фотоприемник 1. Свет также проходит через нейтральный фильтр 5 на сравнительный фотоприемник 6. Сигналы с фотоприемников 1 и 6 поступают на логарифмический усилитель, который выдает дифференциальный сигнал в зависимости от концентрации пробы. Сигнал записывается регистратором и обсчитывается интегратором.

 

 

Рис. 30. Принципиальная схема монохроматического УФД:

1,6 - фотоприемники; 2 - кварцевые окна; 3 - проточная ячейка; 4 - источник УФ- излучения; 5 - фильтр

 

Одной из основных проблем конструирования фотометрических детекторов является обеспечение возможности фотометрирования в достаточно широком диапазоне длин волн. Это необходимо для получения максимальной чувствительности на длине волны, соответствующей ширине полосы максимального поглощения вещества.

Спектральный диапазон и степень его разделения на поддиапазоны зависит от спектральной характеристики источника излучения и от способа выделения необходимой спектральной полосы, осуществляемого до измерительной ячейки или после нее.

Некоторые источники излучения имеют линейчатый спектр (например, ртутная лампа – 254; 303; 313; 365; 464; 436; 546 нм и т.д.), другие – непрерывный спектр (например, дейтериевая лампа – 190-600 нм). Интенсивность их излучения в пределах рабочего диапазона приблизительно одинакова.

Характерной особенностью многих фильтровых УФД является использование в них источников линейчатого спектра. Кроме ртутной применяют кадмиевую и цинковую лампы с линиями на 229 и 214 нм соответственно. Применяют также преобразователи излучения с 254 на 280-290 нм и другие длины волн, отсутствующие в спектре ртути.

Спектрофотетрический детектор предназначен для фотометрирования элюата, выходящего из хроматографической колонки, при различных длинах волн в достаточно широком спектральном диапазоне (обычно 190 - 360 нм). СПФ состоит из источника света, монохроматора и фотометра. В качестве источника света используется дейтеривая лампа. Изменение длины волны осуществляется поворотом дифракционной решетки монохроматора (3600 штрихов на 1 мм) с помощью шагового двигателя. Монохроматический световой пучок, управляемый вибратором, поочередно проходит через рабочую и сравнительную проточные ячейки, после чего производится измерение разности в интенсивности обоих пучков.

а б

Рис. 31. Фотодиодные УФ-детекторы для жидкостной хроматографии с механическим движущимся фотодиодом (а) и с фотодиодной матрицей (б):

1 - источник УФ-излучения; 2 - диафрагма; 3 - конденсор; 4 - проточная ячейка; 5 - дифракционная решетка; 6 - фотодиод; 7 - фотодиодная матрица

 

В современных СПФ детекторах часто находит применение фотодиодная матрица. Оптические схемы двух типов фотодиодных УФ-детекторов приведены на рис. 31. В таких детекторах непрерывное излучение источника 1 проходит через проточную рабочую ячейку 4 и попадает на дифракционную решетку 5. Луч отклоняется и фокусируется на плоскости, где расположен механически движущийся фотодиод 6, сканирующий спектр по мере движения вдоль него, или фотодиодная матрица. В последнем случае спектр проецируется на матрицу, состоящую из 200 - 250 элементарных фотодиодов, и выдает информацию сразу обо всем диапазоне длин волн с дискретностью 2 - 5 нм. Обработка и запись спектров проводится с помощью компьютера.

К фотометрическим детекторам относится также детектор, работа которого основана на поглощении света в инфракрасной области спектра (ИКД). Некоторые функциональные группы органических соединений имеют характеристические частоты в ИК - спектрах этих соединений, поэтому ИКД пригоден для идентификации органических соединений. Одним из основных условий работы ИКД является прозрачность применяемых растворителей в ИК - области спектра. Наиболее подходящими, однако редко применяемыми в хроматографической практике, растворителями являются CCI4 ,CHCI3 и CS2.

Адсорбция ИК - света может быть использована как для селективного, так и неселективного детектирования. Если ранее детекторы этого типа применяли главным образом в эксклюзионной хроматографии с колонками большого диаметра, то в настоящее время они всё шире внедряются в высокоэффективную жидкостную хроматографию.

Для фотометрических детекторов постоянно ведется поиск новых источников излучения, конструкций проточных ячеек, методов регистрации и обработки сигналов. Эти исследования, несомненно, расширят применение фотометрических детекторов.

Рефрактометрические детекторы (РМД) в отличие от фотометрических детекторов, реагирующих только на вещества, поглощающие свет в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной области спектра, являются наиболее универсальными детекторами в жидкостной хроматографии. Принцип действия РМД основан на дифференциальном измерении показателя преломления чистого растворителя и раствора анализируемого вещества в этом растворителе. Вклад растворенного вещества в изменение показателя преломления растворителя пропорционален объемной концентрации этого вещества, причем растворитель также является детектируемым веществом, так как имеет определенный показатель преломления. РМД обладает средней чувствительностью, а его показания в сильной степени зависят от колебаний параметров, влияющих на состав подвижной фазы, таких как давление, температура и концентрация анализируемого вещества. Поэтому РМД практически непригоден для градиентной хроматографии.

В некоторых случаях могут быть выбраны пары растворителей, имеющих близкие показатели преломления. При этом становится возможным осуществить градиентное элюирование в определенных пределах концентраций смеси растворителей.

Недостатками детектора являются также его нечувствительность к веществам, имеющим показатель преломления, одинаковый с растворителем, и более низкая чувствительность по сравнению со спектрофотометрическими детекторами.

Работа большинства современных РМД основана на трех различных принципах измерения сигнала: отклонении, отражении, интерференции.

В первом методе угол отклонения монохроматического света, проходящего через проточную оптическую ячейку, пропорционален концентрации пробы и контролируется электромеханическим устройством, движение которого преобразуется в электрический сигнал.

Другой метод измерения основан на законе отражения света (закон Френеля), согласно которому интенсивность отраженного света, подающего на поверхность границы раздела жидкости и стекла, пропорциональна углу падения и разности показателей преломления двух сред. Преимуществом детекторов, работающих на этом принципе, является меньший объем ячеек (< 3 мкл), в связи с чем они могут работать при небольших расходах элюента и с высокоэффективными колонками. Однако чувствительность таких детекторов в 50-100 раз ниже чувствительности других типов РМД.

Работа РМД третьего типа основана на интерферометрическом принципе сдвига.

Различие показателей преломления рабочего и сравнительного потока элюента приводит к разнице в длине оптического пути, которая измеряется интерферометрическим РМД как изменение длин волн света. Показания этого типа РМД достаточно линейны, а чувствительность в 10 раз выше, чем для других РМД. При оптимальных рабочих условиях возможно детектирование около 3 мкг/мл растворенного вещества. РМД может детектировать любой тип анализируемых веществ, независимо от температуры кипения, структуры, молекулярной массы и других физико-химических свойств. Детектор хорошо применим в тех случаях, когда нет необходимости в высокой чувствительности, например в препаративной хроматографии.

Принцип действия флуориметрического детектора (ФМД) основан на измерении флуоресцентного излучения поглощенного света. Поглощение обычно проводят в УФ-области спектра при длине волны максимального поглощения для данной группы веществ, а излучение измеряют на выходе фильтра, не пропускающего лучи возбуждения. Длины волн флуоресцентного излучения всегда превышают длины волн поглощенного света. В связи с тем, что детектирование ведется от нулевой интенсивности флуоресценции, ФМД более чувствительны по сравнению с детекторами поглощения.

Для измерения обычно используют два типа конструкций ФМД, представленных на рис. 32. Свет от УФ-источника излучения 1 проходит через фильтр 2 и фокусируется в проточной ячейке 3 с прямоугольной или (рис. 32 а) или линейной (рис. 32 б) конструкцией ввода и вывода света эмиссии. Излучение проходит также через фильтр 4 и измеряется с помощью фотоприемника 5. При применении ФМД подвижная фаза не должна поглощать свет ни на длине волны поглощения, ни на длине излучения.

Излучение проходит также через фильтр 4 и измеряется с помощью фотоприемника 5. При применении ФМД подвижная фаза не должна поглощать свет ни на длине волны поглощения, ни на длине излучения.

 

а б

Рис. 32. Прямоугольная (а) и линейная со сравнительной ячейкой (б) конструкция флуориметрических детекторов:

1 - источник света; 2,4 - фильтры; 3 - проточная ячейка; 5 - фотоприемник; 6 - сравнительная ячейка; 7,8 - полупрозрачные зеркала; 9 - ловушка света. Сплошная линия - -свет возбуждения, пунктирная - свет эмиссии

 

Для сильно флюорисцирующих веществ предел детектирования достигает 10-9 г/мл. При соответствующем выборе системы растворителей ФМД пригоден для использования в градиентной хроматографии. С помощью ФМД с высокой чувствительностью можно детектировать аминокислоты, амины, витамины и стероиды. Высокая чувствительность является одним из главных его преимуществ. ФМД можно также применять для количественного определения микропримесей веществ и качественного определения ароматических углеводородов, биологически активных соединений, метаболитов и других флуоресцирующих соединений.

Применение ФМД в ВЭЖХ дает возможность повысить селективность детектирования многих соединений. Получение флуоресцирующих производных с помощью химических реакций значительно расширяет эту возможность. Флуоресцентное детектирование с одновременным изменением рН подвижной фазы после колонки дает возможность увеличить флуоресценцию некоторых соединений и делает ФМД более специфичным. Селективность детектирования может быть также увеличена путем более тщательного выбора длины волны детектирования.

Читайте также:

lektsia.com

Колонка для жидкостной хроматографии

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советския

Социалистических

Республик

«»935786 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.1080 (21) 2998822/18-25 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

Опубликовано 150682. Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 150682

И11М.К .

G 01 К 31/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

{$3) УДК 543. 544 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.È. Кульнев и Б.И. Кесельман (71) Заявитель (54) КОЛОНКА ДЛЯ ЖИДКОСТНОЙ ХРОИАТОГРАФИИ

Изобретение относится к жидкостной хроматографии н может быть использовано для разделения сложных смесей химических и биологических объектов.

Известна колонка для .жидкостной хроматографии, включающая полый .цилиндрический корпус с переходныли элементами, установленными на торце корпуса, и соединительную арматуру (1)

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является колонка, включающая полый цилиндрический корпус, установленные на его торцах переходные элементы и кожух,коаксиальный корпусу и выполняющий роль теплообменника, а также поршни, перемещающиеся в корпусе (2).

Однако в ходе эксплуатации этих устройств в колонку невозможно через боковую поверхность ввести или отобрать порции элюента или элюата и таким образом эффективно воздействовать на разрежение хроматографического разделения, поэтому описанные колонки характеризуются относительно низкими аналитическими воэможностями.

Бель изобретения — расширение аналитических воэможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в колонке, включающей цилиндрический корпус н соединительные элементы, корпус колонки выполнен с пористыми кольцевыми участками, на внешней поверхности корпуса установлены кольцевые элементы с возможностью перемещения, при этом часть кольцевых элементов выполнена с внутренними полостями.

На чертеже изображена колонка, продольный разрез.

Колонка включает цилиндрический корпус 1 с установленньвки.в нем с

15 возможностью перемещения поршнями 2 и установленными .на торцах переходными элементами 3. На внешней поверхности корпуса установлены с возможностью перемещения кольцевые эле20 менты 4 с внутренними полостями 5 или без них. Полости 5 снабжены коммуникациями б. На корпусе имеются пористые зоны, выполненные из керамики с регулируемой пористостью

25 CN1-20,пористого стекла фирмы Граб

Парсона (Англия), приспособленные для селективного ввода в колонку и отбора из нее жидкости, с постоянньм 8 или изменяющимся 9 распре30 делением пор по окружности попереч935786

Формула изобретения ного сечения корпуса 1. Размер пор также может изменяться от участка к участку.

Устройство работает следующим образом.

В колонку подают элюент и вводят 5 пробу. Для повышения эффективности и селективности разделения кольцевые элементы 4 располагают соответствую щим образом против пористых участков

7 и проводят отбор элюента или фрак- 10 ций элюата или ввод в колонку жидкостей, влияющий на разделение компонентов пробы. Кольцевые элементы 4 можно располагать вручную или с помощью специального привода. Уровень установки этих элементов определяется

15 результатами предварительных испытаний и может изменяться в ходе анализа.

Практические испытания показали высокую эффективность и селективность разделения при использовании такого типа колонок сложных смесей различных соединений.

Колонка для жидкостной -хроматографии, включающая цилиндрический корпус и соединительные элементы

I отличающаяся тем, что, с целью расширения аналитических возможностей, корпус колонки выполнен с пористыми кольцевыми участками, на внешней поверхности корпуса установлены кольцевые элементы с возможностью перемещения, при этом часть кольцевых элементов выполнена с внутренними полостями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Энгельгардт Х. Жидкостная хроматография при высоком давлении.

М., Мирт, 1980 с 47

2. Проспект фирмы Рейшельт шеми текник (ReicheIt chemic Technik)

Technische SpeziaIitaten Apparate, Instrumente and Praparate В.R.D.

1979, с. 81 (прототип).

ИИПИ Заказ 4198/44 раж 887 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектна», 4

  

www.findpatent.ru